Una Centrale Nucleare (tecnicamente detta Centrale Nucleotermoelettrica), produce energia con un processo di reazione di fissione ottenuto con l’uranio. Come nelle centrali termoelettriche convenzionali alimentate a combustibili fossili (carbone, olio combustibile, metano), lo scopo è quello di produrre calore per bollire l'acqua e sfruttare la forza del vapore al fine di azionare una turbina connessa all’alternatore che produce effettivamente l’energia elettrica.
Da questo meccanismo si deduce che il circuito richiede una costante massa di acqua che non deve mai mancare e che necessita di essere incessantemente rimboccato.
La reperibilità di abbondanti e costanti masse di acqua sono quindi fra i requisiti ambientali indispensabili per le aree di insediamento di tali impianti.
Ci sono due metodi prevalentemente usati per sfruttare la vaporizzazione:

L'efficienza delle centrali nucleari è minore di quella delle termoelettriche convenzionali perché il vapore ha caratteristiche termodinamiche inferiori. Il vantaggio fondamentale della centrale nucleare è la quantità estremamente ridotta di combustibile necessario.
Una centrale termoelettrica convenzionale da 1000 Megawatt di potenza elettrica usa tra 1.5 e 2 milioni di tonnellate di combustibile in un anno, mentre una nucleotermoelettrica di pari potenza ne usa circa 30 tonnellate.
Detta così sembrerebbe essere una tecnologia vantaggiosa ma sono principalmente due i fattori che la rendono estremamente pericolosa:

Per il trattamento delle scorie si sono tentati molti metodi, dal bruciamento nel "Rubbiatrone" alla vetrificazione. Al momento l'unico smaltimento delle scorie praticato è una costosissima collocazione in bidoni schermati depositati in posti geologicamente stabili e monitorati.

I prevalenti costi di una centrale nucleare sono:

- Costruzione
- Alimentazione
- Smaltimento scorie
- Smaltimento di fine esercizio della centrale


Costruzione
Attualmente il costo medio di una centrale nucleare da 1000 MWe è di circa 2,5 miliardi di euro. Il costo dell’EPR da 1600 MWe (reattore europeo di III Generazione ovvero AP1000 Westinghouse, EPR Areva) è di 3,5 miliardi di euro. Ma le centrali Nucleari oltre ad avere già in teoria sproporzionati costi costruttivi, vengono sistematicamente concluse con costi enormemente superiori a quelli preventivati.
In molti paesi è solo il finanziamento con forme indirette di tassazione (prevalentemente celate proprio nelle realtive bollette) che rende ingannevolmente conveniente l'utilizzo della tecnica nucleare, molti di questi vengono ulteriormente finanziati dalla ricerca o sostentamento nucleare a scopi militari (come in Francia).

Alimentazione
E' da tenere in considerazione anche l'enorme quantità energetica che serve per lavorare le varie materie necessarie ai processi nucleari delle centrali. In pratica è come se buona parte dell'energia servisse per poter generare se stessa.
Inoltre servono anche enormi quantità di acqua che non devono assolutamente mancare.

Smaltimento scorie
Lo smaltimento delle scorie è estremamente costoso sia nel immagazzinaggio e trasporto che nello stoccaggio. Inoltre è soggetto a pericolosissime speculazioni letali per l'ambiente e le persone.

Smaltimento di fine esercizio della centrale
Le centrali nucleari hanno un'enorme costo anche nel loro smantellamento che arriva a pesare più di quanto lo sia stato il costruirle.

Le centrali nucleari comportano rischi prevalenti nelle fasi di:

- funzionamento
- smaltimento degli scarti produttivi
- smaltimento di fine esercizio della centrale

L'area di danno in caso di incidenti è teoricamente circolare rispetto alla collocazione dello stabilimento e ha quindi un raggio di ampiezza cupolare e proporzionale alla gravità dell'incidente.
In realtà l'area diviene irregolare e si moltiplica per effetto dei venti e delle caratteristiche ambientali arrivando a coinvolgere nazioni, continenti o addirittura l'intero globo terrestre.
Inoltre la persistenza dei danni ambientali nel tempo sono pressochè incalcolabili e persistenti per centinaia e miliaia di anni.

La maggior parte delle altre tecniche produttive di energia elettrica, in caso di incidente, interesano solo l'area del relativo complesso, altre sono comunque limitate all'area di percorso gravitazionale come le dighe.
Gli incidenti nucleari sono pertanto i più devastanti e penetranti fra quelli possibili nelle tecniche produttive di energia elettrica attualmente utilizzate.